機械創新課程中培養學生能力的教學探討

楊　丹　徐　杰　趙麗萍

機械創新課程中培養學生能力的教學探討

楊丹徐杰趙麗萍

在我國高等院校的專業教育中，培養學生的創新意識和提高學生的創新設計能力和工程實踐能力，已成為課程教學和改革的主要指導思想。作為農業院校，機械創新設計課程是農業機械和機械設計制造專業為適應現代化農業工程技術人才培養的需要而設置的一門重要的專業課。該課程旨在系統地增強學生的創新意識，著重培養機械創新設計思維及行為，以提高農業院校工科專業學生的創新能力。

一、理論教學的探索

1.利用多媒體互動式教學手段解決教學中較難知識點。課堂教學一方面采用機械創新設計CAI課件，另一方面還會根據課程內容添加多媒體資料進行教學，這樣可以幫助學生理解一些難于理解的的章節和過去教學方法不能充分解答以及說明的重點、難點問題。例如在課堂上播放一些視頻、照片以及帶相關文字說明的資料，或者播放含有豐富而生動的機械學科知識的教學錄像、加工現場錄像以及用AutoCAD、CAXA、SolidWorks等繪圖軟件制作的機構、機器三維模擬動畫等，將學生們的抽象思維與形象思維結合起來，從而拓展學生的知識面，激發創造性思維，補充學生生產實踐知識的不足，從而深化學生對課程內容的理解。

2.采用開放式的教材。開放教材的方式主要有以下幾種：一是還原教材。還原教材就是將教材的文字語言還原為它所代表的真實事物，通過還原，將抽象變為具體，將枯燥變為生動，深入淺出，讓學生以圖片、視頻形式進行認知，使知識在書本中“動”起來，變成真正運行的東西，注入學生的大腦。二是充實教材。對教材中表達不清的內容進行充實，將新知識、新技術、新專利引進課堂。三是積極培養學生提出問題、分析問題、解決問題的意識。教師應善于創設問題情境，在課堂上提出教材例子以外的設計實例，積極引導學生去發現問題、提出問題，利用所接觸的知識解決問題，培養學生的合作精神、創新精神和實踐能力。

3.運用啟發互動式教學調動學生的創新積極性。在國外，很多知名大學都有導師系統，嚴格要求學生必須自己立論，互相辯論。在美國，教學模式就是一些互動式的討論課堂，在這種教學模式下，學生們會挑戰彼此，而不是盲目認可教師的觀點。教師會積極采取啟發互動式的教學模式，支持學生自主思維，讓學生能夠互相挑戰，同時也支持挑戰教師。在課堂上，教師會通過設計綜合型的創新題目，引導學生進行獨立思考，鼓勵學生積極參與討論。例如讓學生初定機械系統運動方案，同時闡述自己的設計思想，再集中進行集體討論。

4.引入講座式教學模式。農業大學的工科學生對農業機械的認識相對較少，書本中大都以工業機械為例進行講解，而學校的研究課題大都與農業相關。我們采取兩種講座模式：一種是教學講座。主要是把本課程各章節的知識構架、學習目標、學習要求、創新實例等環節濃縮在幾個講座里,每個講座要根據本章學習內容，密切聯系老師的科研課題，讓同學參與一些相關問題的思考，用所學知識尋求解決問題的方案。講座安排在每章學習之前,教師在講座里強調學習目標,提出學習要求,提供學習指導、參考書目,除了對一些重點、難點進行講解外,一般不講解知識點。

二、實踐教學的探討

1.基地現場教學模式。實踐教學是培養學生創新能力和實踐能力的重要途徑。基地教學模式即將一部分課堂教學內容在基地進行現場講解，這樣可以使學生深入的理解教學中的相關問題，對其它結構也會有進一步了解。在觀察或操作實物的過程中，學生也會有很多問題急于了解，這種教學模式會有效地激發他們學習的欲望和創新動力，有利于創新能力的提高。

2.驗證性實驗與自主性實驗并進。實驗教學是整個教學過程中的實踐性環節之一，是貫徹理論聯系實際教學原則的重要而有效的手段和教學方法。該模式采用驗證性實驗與自主性實驗并進的方法，有利于開發學生的創新潛能。

驗證性實驗內容相對簡單,目的在于加深學生對理論知識的理解與鞏固，培養學生的實踐能力、數據分析能力、掌握基礎的實驗技能。如基于機構組成原理的拼接設計實驗，學生在實驗中初步掌握了簡單機構的裝配和設計。自主性實驗是為了全面促進和提高學生的綜合素質,根據機械專業學科發展新動態,結合具體的科研項目,實時更新一些實驗內容、實驗材料和實驗方法，可以達到培養學生創新設計能力、采用正確研究方法的目的。

3.注重學生科研能力和創新精神培養。

一是提高學生的信息檢索能力。當今社會是一個信息化社會，能否高效的獲取信息將直接影響一個人的的生存能力。目前，我國許多高校都開設了文獻檢索課,學生基本能夠熟練地上網查閱中外文獻,但由于互聯網上信息資源量很大,如果查詢方法不當,就很難高效率地利用文獻資料，因此要在課堂教學和實踐中教會學生怎樣高效的獲取所需信息，這種獲取有益信息的能力將使學生受益終生。以機械創新設計大賽為例，在設計方案確定的過程中,學生首先必須根據自己的設計方案進行綜合文獻檢索。

二是提高學生的動手能力。要想進行創新設計，僅有思路是不夠的。機器是由機構組成，機構由部件和零件組成，而零件必須經過機械加工，進行創新設計的過程中必然涉及一些零件的加工，因此，對職業技能的掌握程度會直接影響到設計方案的優劣。以全國組織的機械創新設計大賽為例，我校學生的參賽作品大多在工程訓練中心和機械創新設計實驗室獨立完成，在完成參賽作品的過程中學生能熟練地使用各種機床、加工中心、線切割、焊接等設備，加工出來的產品質量相對較好。學生做的創新設計大賽產品多次獲省級和國家級獎勵。

三是讓學生參與各類創新設計活動。如：機械創新設計大賽、大學生科技創新大賽等。大學生機械創新設計大賽是全國理工科大學生四大競賽之一，是一個將理論知識轉換到實踐知識的平臺。同學們在參加機械創新設計的過程中，從設計題目的選定、方案的擬定到初選方案的實施，會遇到許多書本以外的問題，學生們積極尋求解決方法，最后形成設計說明書，每一個步驟都凝聚著學生的汗水，同時提高了他們對機械專業知識的綜合運用能力、分析問題及解決問題的能力。學生在設計過程中，培養了創造性的思維，激發了潛創造力。同時，在多層次、多級別參賽過程中，開闊了眼界，增加了自信心和成就感，為以后的科研工作培養了創新涌動力。有的同學在大學期間連續參加兩屆創新設計大賽，這些寶貴的學習實踐經歷為學生未來就業和創業打下了良好的基礎。

參考文獻：

[1]張春林.機械創新設計[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]楊俊德.基于學生創新能力培養的機械設備基礎課程群教學改革研究[J].理論研究，2011，(10)

[3]宋迎請，馬細珍.地方院校培養大學生實踐能力與創新能力的實踐教學內容和模式研究[J].中國校外教育，2010，(6)

作者簡介：楊丹，女，講師，主要從事機械設計與模具設計方面的教學與科研工作。